第2回 Ethernet 1

計算機ネットワーク

1

IPアドレス

IPアドレス

ネットワーク層(L3)のアドレス

インターネットの端末に対して Unique

重複不可！ → 通信障害、他者に迷惑

ネットワーク部・ホスト部

クラスA, B, C, D, E

2

IPアドレス

IP上の端末の識別名

インターネット上のユニークな番号

32bit

dot で区切った10進数4つで表す

01111111 00000000 00000000 00000001

127 . 0 . 0 . 1

3

IPアドレスの構成

ネットワークアドレスとホストアドレス

ネットワーク部 ホスト部

192 . 168 . 1 . x

192.168.1.1 192.168.1.2

192.168.1.3 132.112.128.4

4

IP アドレスの表示

UNIX系

ifconfig (–a)

Windows

ipconfig (/all)

ルータ (Cisco IOS like)

show interface

show ip interface (brief)

5

UNIX系: ifconfig -a

インターフェース

IPアドレスと

ネットマスク

6

Windows：ipconfig (/all)

「プログラム」→「アクセサリ」→「コマンドプロンプト」 （cmd (cmd.exe)）

IPアドレスと

ネットマスク

インターフェース

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サブネットマスク

ネットワーク部 bit → 1

ホスト部 bit → 0

11000001 10101000 00000011 00000010 (IPアドレス193.168.3.2) 11111111 11111111 11111111 00000000 (ネットマスク 255.255.255.0) AND をとると、ネットワーク部だけが残り、ホスト部が0になる。

32ビット整数 32ビット整数

8

ネットマスクの表記

例：11111111.11111111.11111111.00000000

1. 10進数表記 → 255.255.255.0

2. 16進数表記 → FFFFFF00

3. プレフィックス(prefix)表記

1の個数を / (スラッシュ)の後に書く

→ /24

IPアドレスと共に表示する場合が多い

192.168.1.129/24

9

特殊なアドレス

ネットワークアドレス

ホスト部 All 0

ブロードキャスト

ホスト部 All 1

ループバック

自分自身 127.0.0.1

ループバックインタフェース lo ループバックインタフェース lo

10

デフォルトゲートウェイ

同一ネットワーク外への通信を中継する機器

自分と同一ネットワークにいる必要がある

⇒ 同じネットワーク部を持つアドレス

11

Ethernet とは

LAN (Local Area Network) の一つ

現在、広く一般的に用いられる

OSI 参照モデル Layer 1 & Layer 2

IEEE 802.3 にて制定される標準規格

シリアル通信規格

Ethernet とはエーテルのこと 19世紀に光の波を伝える媒体として全宇宙に広く満たされていると考えられていた架空の物質

Ethernet とはエーテルのこと 19世紀に光の波を伝える媒体として全宇宙に広く満たされていると考えられていた架空の物質

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Ethernet の歴史

1970 Hawaii 大学 ALOHA net 無線通信 ⇒ 多数のノード ⇒ 後の CSMA/CD

1975 Xerox PARC (Palo Alto Research Center)

バス型 有線 LAN ： CSMA/CD 多重化通信

1979 DEC, Intel, Xerox によって改良 DIX 仕様

1980 IEEE (米国電気電子学会) 標準化 IEEE 802.3

13

ネットワークのトポロジー

バス型 (Bus)

リング型 (Ring) スター型 (Star)

14

同軸の時代

10BASE5, 10BASE2

新型

Ethernet のトポロジー

基本設計 ⇒ バス型

初期のEthernet ⇒ バス型

現在 ⇒ スター型

スイッチングハブ

将来 ⇒ スター・リング混合

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Ethernet で用いられる媒体

ツイストペアケーブル

Unshielded Twisted Pair

Shielded Twisted Pair

光ケーブル

（同軸ケーブル）

現在使われておりません

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メタル

銅線

メタル

銅線

Ethernet の種類

規格 10BASE-T 100BASE-TX 1000BASE-T

伝送レート 10Mbps 100Mbps 1Gbps

メディア UTP（カテゴリー3以上)

UTP（カテゴリ5以上)

UTP（カテゴリ5e以上)

最大セグメント長

100m 100m 100m

最大リピータ数

4 2 (Class II)

1 (Class I)

-

17

ツイストペア ツイストペア IEEE 802.3 IEEE 802.3z

Ethernet の種類

規格 1000BASE-SX 1000BASE-LX 100BASE-FX

伝送レート 1Gbps 1Gbps 100Mbps

メディア

(主なもの)

GI 50μm シングルモード SM or GI

最大セグメント長 550m 5Km～10Km 412m

18

規格 10GBASE-SR 10GBASE-LR 10GBASE-ER

伝送レート 10Gbps 10Gbps 10Gbps

メディア

(主なもの)

GI 50μ, 62.5μ シングルモード シングルモード

最大セグメント長 26m,66m,300m 10Km 30Km, 40Km

光ファイバー 光ファイバー

光ケーブル

光ファイバ

長距離

高速伝送（メタルも技術向上）

耐ノイズ性

高価（接続I/F，ケーブル）

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光の境界面

での反射

光の境界面

での反射

CCNA1 受講ガイド

Wikipedia

光ケーブルの種類

シングルモード(SM) 発光体：レーザ

マルチモード(MM) 発光体：LED

Graded Index (GI)

コア径

50μm

62.5μm

20

高価 高価

Wikipedia:「光ファイバ」

黄色被覆

黄色以外

光コネクタとトランシーバ

LC

小型

SC

従来型

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LC SC スイッチと光ケーブルの橋渡し

GBIC (SC) SFP (LC)

トランシーバ トランシーバ

ツイストペアケーブル

撚り対線

細い、軽い、曲げやすい

1信号1ペアとすることでノイズ対策

差動伝送

強く曲げてはいけない

撚りは強い方が良い

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ＵＴＰ ＵＴＰ

ＳＴＰ ＳＴＰ

ツイストペアのカテゴリー

カテゴリー3 (CAT3)

10BASE-T

カテゴリー5 (CAT5)

100BASE-TX

エンハンストカテゴリー5 (CAT5E)

1000BASE-T

23

CAT6 CAT6 CAT7 CAT7

1000BASE-T

ツイストペアケーブルの構成

8芯4対

24

1 2 3 4 5 6 7 8

１ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８

白 橙 白 青 白 緑 白 茶

橙 緑 青 茶

EIA/TIA-568B EIA/TIA-568B

ツイストペアの信号線 10BASE-T, 100BASE-TX

4芯のみを使う （送信用と受信用の2対）

TIA/EIA568B

TIA/EIA568A TIA/EIA568B

TIA/EIA568B

25

インターフェース

ネットワークインターフェース

LANとコンピュータの接続

26

IF, I/F

NIC(Network Interface Card)

NIC

コンピュータの拡張スロットへ接続するネットワークカード

PCI (PCI-express) 内部バスとイーサネットとの接続

27

コンピュータへの接続

28

PCI-express (x1)

0.5, 1, 2GB/s

PCI-express (x4, x8, x16)

PCI (32bit, 33MHz)

その他のコンピュータ

29

ラックマウント型

スレート型（オールインワン），iMac

19インチラック

特殊なNIC

30

旧式同軸

光

多ポート

ツイストペアの信号線

1000BASE-T

８芯すべて使う

信号を多重化しているので、送信・受信の区別もない

クロスケーブルは事実上使わない

NIC, スイッチングハブ側で自動的に切り替える

31

規格

32

100BASE -TX 伝送速度

10 : 10Mbps

100 : 100Mbps

1000 : 1Gbps

10G : 10Gbps

変調方式

ベースバンド変調 使用メディア(媒体)

-T ツイストペアケーブル

数字 同軸ケーブル

(5-> 500m, 2-> 185m)

S, SR 光 (短距離)

L, LR 光 (長距離)

ER 光 (超長距離)

X:FDDI由来

の符号化

“BASE” の意味

変調方式

ベースバンド変調

信号をそのまま流す（変調しない）

ブロードバンド変調

周波数変調(FM)など

長距離伝送

ラジオ、ADSL、電話などでは欠かせない

33

ライン符号化

NRZ

34

伝送に適したライン符号化

10BASE-T

マンチェスタ符号

100BASE-TX

MLT-3 + NRZI + 4B5B

1000BASE-T

8B/1Q4 + 4D-PAM5

35

4B5B

4bit -> 5bit ：5ビット中2度は「1」

36

10BASE の信号

37

100BASE-TX

38

1000BASE-T

39

まとめ

Ethernet

歴史

L1 : ケーブル

種類

ライン符号化

40